1、第一章第一章 静电场静电场3 3 电场强度电场强度湖南省沅陵县第二中学湖南省沅陵县第二中学 杨文国杨文国复习提问：复习提问：1、库仑定律的内容是什么？库仑定律的定义式是怎样的？、库仑定律的内容是什么？库仑定律的定义式是怎样的？真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。221rqqkF 2 2、比例系数、比例系数k k叫做什么？其值是多少？其物理意义是什么？叫做什么？其值是多少？其物理意义是什么？
2、K K叫做静电力常量叫做静电力常量229/100.9CmNk真空中两个电荷量都是真空中两个电荷量都是1C1C的点电荷，相距的点电荷，相距1m1m时，其静电力为时，其静电力为3 3、电荷间的相互作用规律是怎样的？发生相互作用的两个电荷一定要、电荷间的相互作用规律是怎样的？发生相互作用的两个电荷一定要相互接触吗？相互接触吗？同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。不需要相互接触不需要相互接触那么，电荷间的相互作用是通过什么产生的呢？那么，电荷间的相互作用是通过什么产生的呢？N9100.9阅读阅读P10P10第一、第二自然段，回答下列问题：第一、第二自然段，回答下列问
3、题：1 1万有引力和库仑力曾被称为什么力？为什么？万有引力和库仑力曾被称为什么力？为什么？超距力（超距作用）超距力（超距作用）在当时看来，万有引力和库仑力是不需要媒介，也不需经历时间，而是超在当时看来，万有引力和库仑力是不需要媒介，也不需经历时间，而是超越空间与时间直接发生的作用力。越空间与时间直接发生的作用力。2牛顿赞成这种说法吗？谁最终解决了这一问题？牛顿赞成这种说法吗？谁最终解决了这一问题？不赞成不赞成法拉第（法拉第（1919世纪世纪3030年代，英国科学家法拉第）年代，英国科学家法拉第）1 1关于库仑力，法拉第提出了什么样的观点？关于库仑力，法拉第提出了什么样的观点？任何电荷周围都存在
4、着由它产生的电场，处在中的其他电荷受的作用力就是任何电荷周围都存在着由它产生的电场，处在中的其他电荷受的作用力就是这个电场给予的。电荷与电荷之间通过电场发生相互作用。这个电场给予的。电荷与电荷之间通过电场发生相互作用。电荷电荷电场电场电荷电荷2 2法拉第的观点正确吗？电场和磁场是相互联系，我们把它们统称为什么？法拉第的观点正确吗？电场和磁场是相互联系，我们把它们统称为什么？在真空中，电磁场的传播速度是多少？电磁场与实物有什么共同点？在真空中，电磁场的传播速度是多少？电磁场与实物有什么共同点？正确。正确。电磁场。电磁场。smc/1038电磁场与实物一样，都是客观存在的；都具有能量、质量和动量。场
5、与实物电磁场与实物一样，都是客观存在的；都具有能量、质量和动量。场与实物是物质存在的两种不同形式。是物质存在的两种不同形式。阅读阅读P10P10第三、第四、第五自然段，回答下列问题第三、第四、第五自然段，回答下列问题3 3什么是静电场？什么是静电场？静电场：静止的电荷产生的电场。静电场：静止的电荷产生的电场。电场最基本的性质是对放入电场的电荷产生力的作用。电场最基本的性质是对放入电场的电荷产生力的作用。由右图可知，同一电荷在电场中不同的位由右图可知，同一电荷在电场中不同的位置受到的电场力不同，这表明：电场的强置受到的电场力不同，这表明：电场的强弱与位置有关。弱与位置有关。那么，我们如何来描述电
6、场的强弱呢？那么，我们如何来描述电场的强弱呢？电场强度。电场强度。电场强度是描述电场强弱（力的性质）电场强度是描述电场强弱（力的性质）的物理量。的物理量。阅读阅读P10P10最后一自然段、最后一自然段、P11P11第一自然段，回答下列问题：第一自然段，回答下列问题：1 1什么是试探电荷（检验电荷）？试探电荷有什么特点？试探电荷是点电荷吗？什么是试探电荷（检验电荷）？试探电荷有什么特点？试探电荷是点电荷吗？检验电场是否存在及其强弱的电荷叫做试探电荷或检验电荷。检验电场是否存在及其强弱的电荷叫做试探电荷或检验电荷。试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小。试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小。试探电荷不一定能
7、看成点电荷。试探电荷不一定能看成点电荷。2什么是源电荷（场源电荷）？什么是源电荷（场源电荷）？激发电场的电荷叫做源电荷。激发电场的电荷叫做源电荷。阅读阅读P11P11第二、第三、第四、第五自然段，回答下列问题：第二、第三、第四、第五自然段，回答下列问题：1 1我们能不能直接用试探电荷受到的静电力表示电场的强弱？为什么？我们能不能直接用试探电荷受到的静电力表示电场的强弱？为什么？不能，由不能，由221rqqkF 可知，对于电荷量不同的试探电荷，即使在可知，对于电荷量不同的试探电荷，即使在电场的同一点，所受的静电力也不相同。电场的同一点，所受的静电力也不相同。2 2试探电荷在电场中某点受到的静电力
8、试探电荷在电场中某点受到的静电力F F与试探电荷的电荷量与试探电荷的电荷量q q有什么关有什么关系？表达式如何写？系？表达式如何写？成正比。成正比。EqF 3 3我们把上式的我们把上式的比例常数比例常数E E叫做什么？叫做什么？比例常数比例常数E有什么特点？有什么特点？表达式如何表达式如何写？写？特点：特点：1 1、E E是比例常数，与试探电荷是比例常数，与试探电荷q q无关；无关；2 2、在电场中的同一位置、在电场中的同一位置E E值值相同，在电场的不同位置相同，在电场的不同位置E E值一般不同；值一般不同；3 3、E E值反映了电场在某点的性质。值反映了电场在某点的性质。我们把比例常数我们
9、把比例常数E E叫做电场强度。叫做电场强度。表达式：表达式：qFE 4 4由电场强度的表达式得出电场强度的单位是什么？其单位的物理意义由电场强度的表达式得出电场强度的单位是什么？其单位的物理意义是什么？电场强度的另一个单位是什么？它们之间的关系什么？是什么？电场强度的另一个单位是什么？它们之间的关系什么？单位：牛每库，符号单位：牛每库，符号CN/物理意义：如何电荷量为物理意义：如何电荷量为1C1C的电荷在电场中的某点受到的静电力是的电荷在电场中的某点受到的静电力是1N1N，那，那么该点的电场强度是么该点的电场强度是1 1CN/另一单位：伏每米，符号另一单位：伏每米，符号mV/mV/CN/关系：
10、关系：1 1=1=15 5电场强度是标量还是矢量？如果是矢量，其方向如何？电场强度是标量还是矢量？如果是矢量，其方向如何？电场强度是矢量。电场强度是矢量。电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力方向相同。电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力方向相同。6 6电场强度的物理意义是什么？电场强度与电场力有什么区别和联系？电场强度的物理意义是什么？电场强度与电场力有什么区别和联系？电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量，反映电场中某一点的电电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量，反映电场中某一点的电场性质，其大小表示电场的强弱，由产生电场的场源电荷和点的位置决场性质，其大小
11、表示电场的强弱，由产生电场的场源电荷和点的位置决定，与检验电荷无关。数值上等于单位电荷在该点所受的电场力。定，与检验电荷无关。数值上等于单位电荷在该点所受的电场力。12345 3 3、电场强度和电场力的对比分析、电场强度和电场力的对比分析 电场强度电场强度E E 电场力电场力F F 仅指电荷在电场中的受力仅指电荷在电场中的受力 是反映电场本身的力的性质的物是反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表示电场的强弱理量，其大小表示电场的强弱定义式：定义式：计算式：计算式：E E的大小只决定于电场本身，的大小只决定于电场本身，与电荷与电荷q q无关无关 F F的大小由放在电场中某点的大小由放在电场中某
12、点的电荷的电荷q q和该点的场强和该点的场强E E共共同决定同决定E E是矢量，其方向与正电荷是矢量，其方向与正电荷(+q)(+q)在该点受到的电场力的方在该点受到的电场力的方向相同向相同F F是矢量，其方向对于正电是矢量，其方向对于正电荷荷(+q),F(+q),F与与E E同向；对于负同向；对于负电荷电荷(-q),F(-q),F与与E E反向反向E E的单位：的单位：F F的单位：的单位：E=F/qE=F/q F=F=qEqE牛牛/库库 (N/C)(N/C)牛牛 (N)(N)qF例例1 1在电场中在电场中A A处放点电荷处放点电荷+q+q，其受电场力为，其受电场力为F F，方向向，方向向左，
13、则左，则A A处场强大小为处场强大小为 ，方向为，方向为 ；若将若将A A处放点电荷为处放点电荷为2q2q，则该处电场强度大小，则该处电场强度大小为为 ，方向为，方向为 。与所受静电力方向相同与所受静电力方向相同 与所受静电力方向相反与所受静电力方向相反 qF1q1F2q2F3q例例2 2在某电场中电荷量为在某电场中电荷量为的点电荷，在的点电荷，在A A点所受电场力为点所受电场力为；电荷量为；电荷量为的点电荷，在的点电荷，在A A点所受电场力为点所受电场力为；现将电量为；现将电量为的点电荷放在的点电荷放在A A点，点，则：（则：（）ABCD3q113Fqq A A在在A A点所受到的电场力为点
14、所受到的电场力为 3q223Fqq B B在在A A点所受到的电场力为点所受到的电场力为 C CA A点的电场强度大小为点的电场强度大小为11qF D DA A点的电场强度大小为点的电场强度大小为22qF阅读阅读P11P11至至P12P12点电荷的电场点电荷的电场 电场强度的叠加电场强度的叠加，回答下列问题：，回答下列问题：1 1电荷量为电荷量为Q Q的点电荷，与它相距的点电荷，与它相距r r的点的电场强度是多少？的点的电场强度是多少？大小：大小：2rkQE 方向：当方向：当Q Q为正电荷时，为正电荷时，E E的方向沿半径向外；的方向沿半径向外；Q Q为负电荷时，为负电荷时，E E的方向沿半径
15、向内。的方向沿半径向内。qFE 2rkQE 2 2与与都是计算电场强度的公式，它们有什么区别？都是计算电场强度的公式，它们有什么区别？qFE2rkQE 适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义定义式，适用于一切定义式，适用于一切电场电场q是检验电荷，是检验电荷，E与与q无无关关仅对点电荷的电场适仅对点电荷的电场适用用Q是场源电荷，是场源电荷，E与与Q成正比成正比3 3场源是多个点电荷的电场，某点的电场强度是多少？场源是多个点电荷的电场，某点的电场强度是多少？电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。该规律称为电场叠
16、加原理。量和。该规律称为电场叠加原理。+Q1-Q2P 如图，如图，P P点的场强，等于点的场强，等于+Q+Q1 1在该点产生在该点产生的场强的场强E E1 1和和-Q-Q2 2在该点产生的场强在该点产生的场强E E2 2的矢量和。的矢量和。.E1E2E电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。该规律称为电场叠加原理。量和。该规律称为电场叠加原理。4 4一个半径为一个半径为R R的均匀带电球体（或球壳）在球的外部产生的电场与什的均匀带电球体（或球壳）在球的外部产生的电场与什么样的电荷产生的电场相同？球外某点（距球
17、心么样的电荷产生的电场相同？球外某点（距球心r r处）的电场强度是多处）的电场强度是多少？此时还需满足少？此时还需满足Rr 吗？吗？QrPrQP2QEkr与位于球心、电荷量相等与位于球心、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。的点电荷产生的电场相同。不需要满足不需要满足Rr qFE 2rkQE 例例3 3关于关于和和（1 1）式中，）式中，F F是放入电场中的电荷所受的力，是放入电场中的电荷所受的力，q q是放入电场中电荷的电荷量是放入电场中电荷的电荷量（2 2）式中，）式中，F F是放入电场中的电荷所受的力，是放入电场中的电荷所受的力，q q是产生电场电荷的电荷量是产生电场电荷的电荷量（3 3）
18、式中，）式中，Q Q是放入电场中的电荷的电荷量是放入电场中的电荷的电荷量（4 4）式中，）式中，Q Q是产生电场的电荷的电荷量是产生电场的电荷的电荷量A A、（、（1 1）（）（3 3）B B、（、（2 2）（）（3 3）C C、（、（1 1）（）（4 4）D D、（、（2 2）（）（4 4），下列说法中正确的是（，下列说法中正确的是（）例例4 4 如图，在如图，在x x轴上的轴上的x x=-1=-1和和x x=1=1两点分别固定电荷量为两点分别固定电荷量为-4-4Q Q 和和+9+9Q Q 的点电荷。求：的点电荷。求：x x轴上合场强为零的点的坐标。并求在轴上合场强为零的点的坐标。并求在x
19、x=-3=-3点处的合场点处的合场强方向。强方向。1 1-1-1-3-3-5-5-4Q+9Q 答案：答案：X=-5X=-5，向右，向右C阅读阅读P12P12至至P14P14电场线电场线匀强电场匀强电场，回答下列问题：，回答下列问题：1 1什么是电场线？是谁提出的？电场线有什么特点？什么是电场线？是谁提出的？电场线有什么特点？电场线是用来形象地描述电场的方向和大小的一簇有向曲线。电场线上每电场线是用来形象地描述电场的方向和大小的一簇有向曲线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。法拉第法拉第电场线的特点电场线的特点1 1）、电场线密的地方场强强
20、，电场线疏的地方场强弱）、电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱2 2）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点3 3）、电场线不会相交，也不会相切）、电场线不会相交，也不会相切4 4）、电场线是假想的，实际电场中并不存在）、电场线是假想的，实际电场中并不存在5 5）、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有）、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系必然联系特点：特点：a a、离点电荷越近，电场线
21、越密，场强越大离点电荷越近，电场线越密，场强越大b b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。正、负点电荷的电场中电场线的分布正、负点电荷的电场中电场线的分布2 2正、负点电荷的电场中电场线如何画？有什么特点？正、负点电荷的电场中电场线如何画？有什么特点？特点：特点：a a、沿点电荷的连线，沿点电荷的连线，场强先变小后变大场强先变小后变大b b、两点电荷连线中两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面
22、（中垂线）垂直（中垂线）垂直等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布c c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点点0 0等距离各点场强相等。等距离各点场强相等。3 3等量异种点电荷形成的电场中的电场线如何画？有什么特点？等量异种点电荷形成的电场中的电场线如何画？有什么特点？等量同种点电荷形成的电场中电场中等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况电场线分布情况特点：特点：a a、两点电荷连线中两点电荷连线中点点O处场强为处场强为0 0b b、两点电荷连线中点附近的电场线非常两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏
23、，但场强并不为稀疏，但场强并不为0 0c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏先变密后变疏4 4等量同种点电荷形成的电场中的电场线如何画？有什么特点？等量同种点电荷形成的电场中的电场线如何画？有什么特点？5 5什么是匀强电场？匀强电场的电场线有什么特点？什么是匀强电场？匀强电场的电场线有什么特点？匀强电场是大小和方向都相同的电场。匀强电场是大小和方向都相同的电场。匀强电场的电场线是平行等间距同向的直线。匀强电场的电场线是平行等间距同向的直线。6 6什么样的电场可以近似地看成匀强电场？其电场线如何画？什么样的电场可以近似地看成匀强电场？其电场线如何画？
24、带等量异各电荷的一对平行金属板，两板相距很近时，它们之间的电带等量异各电荷的一对平行金属板，两板相距很近时，它们之间的电场可以近似地看成匀强电场。场可以近似地看成匀强电场。例例5 5如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（）A A、这个电场只能是负电荷的电场、这个电场只能是负电荷的电场B B、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处受到的电场力两处受到的电场力FBFAFBFA C C、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处的加速度大小，两处的加速度大小，aAaA aBaB（不计重力）（不计重力）D D、负电荷在、负电
25、荷在B B点处受到的电场力方向沿点处受到的电场力方向沿B B点切线方向点切线方向 BAB例例6如图为一条电场线，下列说法正确的是：（如图为一条电场线，下列说法正确的是：（）A A、EAEA一定大于一定大于EBEBB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故、因电场线是直线，所以是匀强电场，故EA=EBEA=EBC C、A A点电场方向一定由点电场方向一定由A A指向指向B BD D、ABAB两点的场强方向不能确定两点的场强方向不能确定AB C例例7 7正检验电荷正检验电荷q q在电场中在电场中P P点处开始向点处开始向Q Q点作减速运动，且运动的加速度点作减速运动，且运动的加速度值越来越小（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（值越来越小（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（）CABCDPQPQPQPQC
